離電體

離電體

離電體(electrofuge)是指不會從鍵結中帶走孤對電子離去基團,會造成共價鍵的異裂。 在反應後,離電體可能會帶一個正電荷或是電中性,這是由反應的特性所決定。

基本介紹

  • 中文名:離電體
  • 屬於:離去基團
  • 不帶走:孤對電子
  • 最終:帶正電荷或電中性
  • 領域:有機合成
離去基團,孤對電子,

離去基團

離去基團(leaving group),或稱離去基,在化學反應中從一較大分子中脫離的原子或官能基,是親核取代反應與消除反應中套用的術語。當離去基團共軛酸的pKa越小,離去基團越容易從其他分子中脫離。原因是因為當其共軛酸的pKa越小,相應離去基團不需和其他原子結合,以陰離子(或電中性離去基團)的形式存在的趨勢也就增強。
常見的離去基團有:-X,-OCOR,-OTs,-ONO2,-OH。
易接受電子、承受負電荷能力強的基團是好的離去基團。當離去基團共軛酸的pKa越小,離去基團越容易從其他分子中脫離。原因是因為當其共軛酸的pKa越小,相應離去基團不需和其他原子結合,以陰離子(或電中性離去基團)的形式存在的趨勢也就增強。因而強鹼往往不是很好的離去基團。
離去基團容易脫離的程度可用來分析羧酸衍生物:若一離去基團不容易脫離其他分子,表示組成的化學物質越穩定。例如氨基最不容易脫離其他分子,其形成化合物也最穩定,而將羧酸衍生物和胺反應,最後會產生胺基酸。其次穩定的是酯類,再來是鹵化物。
對於SN1反應而言,以鹵離子、擬鹵離子和非配位離子作為離去基團較好,尤其是鹵離子。可以加入銀離子以生成難溶的鹵化銀,進一步向右拉動反應平衡。若一個離去基團越容易從其他分子脫離,則稱之為好的離去基團。在SN2親核取代反應中,離去基團是本身帶有負電的離子。而在SN1反應中,離去基團會成為陰離子,脫離其他分子。一般來說,取代反應中的離去基團不會是氨基、甲氧基負離子和氫氧根。

孤對電子

孤對電子是指分子中除了用於形成共價鍵的鍵合電子外,在原子最外電子層中還經常存在未用於形成共價鍵的非鍵合電子。這些未成鍵的價電子對叫做孤對電子。所謂“孤”是因為它未成鍵,而“對”是因為兩個自旋相反的電子會配對。孤對電子是分子或離子未共享價層的電子對。孤對電子在分子中的存在和分配影響分子的形狀偶極矩鍵長鍵能等,對輕原子組成的分子影響尤為顯著。路易斯鹼(Lewis)的鹼性,配體通過配位原子中心體鍵合親核反應的發生等均通過孤對電子。
原子形成分子後,為滿足八隅體結構,某些原子上還有未用於成鍵的價電子存在,它們被稱為非鍵電子或未成鍵電子(nonbonding electrons)或孤對(1one-pair)電子、未共享電子。例如,氧原子有6個價電子,帶2根鍵的中性氧原子上還有4個(2對)未成鍵電子。分子中的N、S、P、X(鹵素)也帶有孤對電子。孤對電子的存在與否和有機分子的理化性能密切相關,因此,我們要注意它們的存在狀態。
某些分子中帶不正常價鍵數的某些原子還會帶有形式電荷(formal charge)。一個共價鍵上的電子歸兩個成鍵原子共有,故不論極性如何,每個原子形式上有一個電子。

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